大米中鎘含量測定方法

□ 李婷婷 李 玲 淄博市疾病預防控制中心

現代社會中，大米鎘含量超標事件頻繁出現，2013年大規模鎘超標大米出現于廣東農貿市場；2017年，環保人員實名舉報九江市九江縣耕地中重金屬鎘超標，社會議論紛紛，密切關注。怎樣提高檢測能力，避免鎘含量超標大米流入到市場是現階段重點探究的問題。

1 幾種常見的鎘含量測定方法

1.1 火焰原子吸收光譜法（FAAS)

FAAS又稱原子分光光度法，是基于待測元素的基態原子蒸汽對其特征譜線的吸收，由特征譜線的特征性和譜線被減弱的程度對待測元素進行定性定量分析的一種儀器分析的方法[1]。這一測定方法操作比較簡單，穩定性較強，能夠迅速獲取結果。然而，這一方法霧化效果差異較大，影響靈敏度的因素較多。對于痕量鎘的測定難度較大。

1.2 石墨爐原子吸收法（GF-AAS）

GF-AAS是現階段食物鎘含量測定的主要方法，具有精確度高、干擾小、操作簡單等優勢，已經納入到了GB 5009.15-2014 食品安全國家標準中[2]。這一測定方法缺陷在于耗價成本較高。GF-AAS原理是高溫狀態下石墨管誘發樣品逐漸蒸發，在一定質量濃度范圍內，鎘對波長為228.8 nm的共振線的吸收值與其含量成正比，對比標準系列溶液的吸收值即可對鎘含量進行準確測定。

1.3 原子熒光光譜法

原子熒光光譜法，基于X射線熒光光譜分析理論，對X射線管產生的X射線進行數字高壓電源控制，通過濾光、光路準直系統相對應的約束、剪裁及衰弱而產生入射樣品（擁有特點光譜分布的射線）。樣品中等待檢測的元素受到刺激后出現特征X射線，并被高性能硅漂移探測器所吸收，通過相對應的軟件進行處理，進而精準定量。

1.4 紫外分光光度法（UV)

UV，其原理在于被測試樣品對紫外-可見光輻射進行選擇性吸收，將顯色劑置入針對性處理后的被測試樣品中，顯色劑同鎘離子反應，產生穩定性較強的有色絡合物，然后對其進行定量測定。這一檢測方法儀器與操作較為簡單，但是極易被外界因素所干擾，選擇性較差。另外，UV法的關鍵在于顯色劑。其中卟啉試劑是最新研究的測鎘試劑，其共軛雙鍵結構明顯，能夠迅速同鎘反應，出現絡合物的顯色反應，穩定性強，靈敏度高，能夠測定ppb級鎘。偶氮試劑也比較常見，靈敏度較高，然而選擇性較差[3]。

1.5 電化學生物傳感器法

電化學生物傳感器則是一種能夠將探測到的生物大分子信號轉換為其他信號如電信號等的形式輸出的裝置。操作簡單、靈敏度高、測定速度快、成本投入少。但是，這一種測定方法面臨著體內測定、細胞內測定、單分子分析和在線分析等嚴峻挑戰。目前，隨著生物芯片、等離子體等高科技術的發展，電化學生物傳感器的性能、種類進一步豐富，測定結果更精準。

1.6 免疫分析法

免疫分析法，則是抗原體抗反應與靈敏監測系統相結合的一種技術，是一種比較常見的測定方法[4]。鎘原子雖然不具有抗原性特征，可將其視為半抗原。對于鎘免疫分析法，鎘完全抗原的制備是重點，大致流程為設計與合成半抗原分子，將其同載體蛋白相融合，再利用抗原抗體的特異性反應即可完成檢測。

2 以原子吸收光譜法、試劑比色檢測分析法為例

2.1 材料與方法

2.1.1 材料

由淄博市質量技術監督局提供大米樣品，鎘含量大約為0.298 4 mg/kg。

2.1.2 主要試劑

由國藥集團化學試劑有限公司提供硝酸、高氯酸、磷酸二氫銨、過氧化氫等試劑；由北京鋼研納克檢測技術公司提供鎘標準儲備液。

2.1.3 主要儀器

AA6300C石墨爐原子吸收分光光度計、SH200N 石墨消解儀、ZWL －LSI－10 超純水機、ME204E 電子天平、QE 200 g萬能粉碎機。

2.1.4 方法

（1）石墨爐原子吸收光譜法

基于國標GB/T 5009.15-2104《食品中鎘的測定》中第一法測定樣品鎘含量。量取0.1 μg/mL鎘標準使用液0.0、0.5、1.0、2.0、0.3 mL與4.0 mL，分別置入到100 mL容量瓶中進行稀釋與定容，調配出0.0、0.5、1.0、2.0、3.0 μg/L與 4.0 μg/L的鎘標準溶液，分別抽取20 μL放到石墨爐中對吸光度進行測定，鎘濃度為橫坐標、吸光度為縱坐標，取10次測定結果制作吸光度－濃度標準曲線，對精密度與準確度進行準確計算[5-6]。

（2）試劑比色檢測分析法

科學調配顯色試劑，并同大米中鎘元素進行反應，試液的顏色發生變化，通過對比顏色，進而來評價重金屬實際含量。

2.2 結果

據統計得知，兩種方法測定大米鎘含量的準確度較為相近，相比之下重金屬快速檢測法的精度更優。

表1 兩種方法測定鎘含量結果對比

2.3 結論

石墨爐原子吸收光譜法測定大米鎘含量準確地高，但是操作流程十分復雜，檢測費高，同時需使用腐蝕性較強的硝酸、高氯酸。由于測定過程中使用了較多的試劑，空白值偏高，重復性低。試劑比色檢測分析法能夠無損檢測粒狀或粉狀的大米，操作便捷，成本投入少，屬于一種檢驗快速、綠色環保的檢測方法，可精確定量[7]。

3 結語

針對大米鎘含量的測定方法多樣，各具優劣勢。其中，火焰原子吸收光譜法操作簡單，可迅速獲取結果，測定高濃度元素時較為穩定；石墨爐原子吸收法具有選擇性高、靈敏度高、精準度高等優勢，然而在線檢測時干擾因素較多，也無法同時分析各種元素。UV法檢測儀器與方法簡單，靈敏度高，成本低，但是選擇性較低，干擾因素較多。電化學生物傳感器法具有選擇性高、靈敏度高等優勢，也能夠同時分析各種元素，但是費用較高，污染風險高。綜上所述，各種測定方法均存在利弊，應根據被測樣品的具體特征，選取最佳的測定方法，確保結果的精準度。